機械合金化法制備納米氮化物研究.pdf

1、鐵氮化合物具有良好的抗腐蝕性，耐磨性和抗氧化性，以及優(yōu)異的磁學(xué)性能，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，例如磁記錄介質(zhì)等。傳統(tǒng)的鐵氮化合物的制備方法主要有氣體氮化法、離子注入法和濺射法等。采用機械合金化法可以制備納米量級的氮化物，該方法具有設(shè)備簡單，投資省，在室溫下進行等特點。通過機械合金化誘發(fā)金屬與氮化物之間的反應(yīng)，得到各種納米量級的氮化物。
　　本論文采用球磨法實現(xiàn)α-Fe和ε-Fe2-3N粉體的機械合金化（質(zhì)量比為5∶2），主要

2、探討N在納米Fe中的固溶度與其晶粒尺寸的關(guān)系，并研究球磨產(chǎn)物在退火過程中納米氮化物的析出行為。具體結(jié)論如下:
　　1.Fe和氮化物混合粉體的球磨
　　(1)經(jīng)550℃，2h氣體滲氮可獲得純凈的ε-Fe2-3N相。將α-Fe粉和ε-Fe2-3N粉按質(zhì)量比5∶2混合進行球磨，隨著球磨時間的增加，α-Fe的品格微觀應(yīng)力增加，晶粒尺寸不斷減小。球磨時間達到8小時，晶粒尺寸減小到5nm左右。
　　(2)球磨能擴展N在α-Fe中固

3、溶度。隨著球磨的進行，ε-Fe2-3N逐漸分解，N原子固溶到α-Fe基體中，形成過飽和固溶體。經(jīng)8h球磨，N在α-Fe中固溶度達到3.17wt.％。
　　2.球磨產(chǎn)物的退火行為研究
　　(1)球磨產(chǎn)物在退火過程中析出γ'-Fe4N相。在同一退火溫度下，析出相含量隨退火時間的增加而增加，其變化規(guī)律符合拋物線關(guān)系。退火溫度對析出相的影響更加顯著，隨退火溫度的增加，γ'-Fe4N相含量急劇增加。
　　(2)納米α-Fe晶粒尺